Преобразователь кода в напряжение Советский патент 1979 года по МПК H03K13/20 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ

Эта цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий секции старших и младших разрядов, в каждую из которых входят счетчик с пёр8Нми вентилями на входе каждого разряда, потендаальными входами соединенными с клеммами преобразуемого кода, первьш элемент ИЛИ, входами соединенный с выходами счетчиками выэсодом - с потенциальным входом второШвГентиля, выходом подключенного к счетному входу счетчика, и с управляюшлм входом ключа, вьгходом соединенного с входом фильтра нижних частот, а также общие для обеих секций генератор импульсов, выходом соединенный с импульсными входами вторых вентилей, источjtwk Ьпорного наиряжейня, выходами соединенный с аналоговыми входами ключей, и операционный усилитель, входами соединенный с выходами фильтров нгокних частот, выход которого является аналоговым выходом преобразователя, введены третьи вентили по числу разрядов секций младших разрядов, потенциальные входы каждого из которых подключены к потенциальным входам соответствующих первых вентилей секций старших разрядов, выходы третьих вентилей через вторые элементы ИЛИ соединены с сботвётствуйщими входами счетчика секции ШгадшиХраЗрядов, выходь первь х вентилей этой СШдайПЪДключёнь к вторым входам соответс1вуюцщх вторых элементов ИЛИ, шина Запись подключена к входу элемента задержки И и через первьш управляющий вентиль -- к входу установка 1 триггера, выход элемента задержки подключен непосредственно к импульсным входам первых вентилей секций старших .разрядов, а через второй и третий управляющие вентили - соответственно к импульсным входам первых и третьих вентилей секции младших разрядов, выходы ключей каждой секции через дифферЖцйрующйе neno4kH подключены к входам элемента И, выходкбт6р6гос6 ёЩгаён(Я) входом Установка О триггера, нулевым выходом подключенного к потенциальному входу второго управляющего вентиля, и единичным выходом, с которого снимается сигнал Исправен (Неисправен), - к потенциальному вхо-ду Tpetj,efo управляющего вентиля, а к потен {даальному входу первого управляющего вентиля подключен выход мультивибратора.

Оперативный .контроль основан на периодическом (с частотой, определяемой мультивибратором) одновременном преобразовании в широтно-Шдулированные импульсы кода старших |разрядов секциями старших и младших разрядов и сравнении этих импульсов по длительности. - . -...

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит две секдаи преобразования - сек15аю 1 младших разрядов и секцию 2

старших разрядов, генератор 3, операционный усилитель 4, источник 5 опорного напряжения, вентили 6 по числу разрядов секции младших разрядов, дифференцирующие цепочки 7 и 8, элемент И 9, триггер 10, три управляющих вентиля 11-13, элемент задержки 14, мультивибратор 15. КаждаяИз секций преобразования содержит вентили 16 по числу разрядов секции, счетчик 17, элемент ИЛИ 18, вентили 19, ключ 20 и фильтр 21 нижних частот. Кроме того, секция младших разрадов содержит э;1ементы ИЛИ 22 по по числу разрядов этой секции.

Клеммы младших разрядов преобразуемого кода подключены к потенциальным входам первых вентилей 16 секции 1 младших разрядов, а клеммы старших разрядов - к потенциальным входам первых вентилей 16 секции 2 старших разрядов и к потенциальным входам соответствующих третьих вентилей 6. Выходы первых вентилей 16 секции 2 старших разрядов соединены с входами счетчика 17 этой секции, а выходы первь1х вентилей 16 секции 1 младших разрядов соединены с входами счетчика 17 этой секции через вторые элементы И 22. В каждой из секций первый элемент ИЛИ 18 входами соединен с выходами счетчика 17, а выходом - с потенциальным входом второго вентиля 19, выходом подключенного к счетному входу счетчика 17, и с управляющим входом ключа 20, вь1ходом соединенного со входом фильтра 21 нижних частот.

Выход генератора импульсов 3 подключен к импульсным входам вторых вентилей 19 каждой из , источник 5 опорного напряжения выхоДами соединен с аналоговыми входами ключей 20, входы операционного усилителя 4, выход которого является аналоговым выходом преобразователя, подключены к выходам фильтров 21 нижних частот. Выходы ключей 20 секций 1 и 2. через дифференцирующие цепочки 7 и 8 соответственнр подключены к входам элемента И 9, выход этого элемента соединен с входом Установка О триггера 10, нулевым выходом под-, ключенногр к потендаальному входу второго управляющего вентиля 12, и единичным вь хпдом, с которого снимается сигнал Исправен (Неисправен) - к потенциальному входу третьего управляющего вентиля 13.

Шина запись подключена к входу элемента задержки 15 и через первьш управляющий вентиль, потенциальный .вход которого соединен с выходом мультивибратора 15 - к вХоду Установка Г триггера 10. Выход элемента задержки 14 подключей непосредственно к импульсным входам первых вентилей 16-секции старших разрядов 2, а через второй и третий управляющие вентили 12 и 13 - соответственно к импульсным входам первых вентилей 16 секции младших разрядов 1 и третьих вентилей 6, выходы которых

подключены ко вторым входам вторых элементов ИЛИ 22 секции 1 младших разрядов.

Работа преобразователя состоит в следующем.

По сигналу Запись, поступающему через эпе мент задержки 14 и управляющие вентили 12 и 13 в счетчике 17 секции 2 старших разрядов, че;рез вентили 16 этой секции записывается код старших разрядов входного двоичного числа. В счетчик 17,секции 1 младших разрядов через вентили 16 и элемейты ИЛИ 22 этой секции за дасывается код младших разрядов в случае, еели триггер 1б находится в состоянии О и вентиль 12 открыт, или через вентили 6 и элементы ИЛИ 22 записывается кол старших разрядбв, если триггер 10 находится в состоянии 1 и вентиль 13 открыт (контрольный режим). При записи кода в счетчики 17 на выходах элементов ИЛИ 18 каждой из секций устанавливается уровень 1, при этом через вентиль 19 на вход счетчика 17 каждой из секций подаются им1гульсы от генератора 3. Счетчики 17 работают на вычитание.

Когда счетчики 17 устанавливаются в нуль, на выходах элементов ИЛИ 18 устанавливается уровень О, и вентили 19 закрываются. Время от момента записи кода в счетчик до момента установления счетчика в нуль определяет ширину импульса на выходе элемента ИЛИ 18, пропорциональную коду разрядов секции. Для получения последовательности импульсов модулированных по длительности, в счетчик в начале каждого периода повторения вводится входной код.

Ключ 20, управляемый последовательностью модулированных по длительности импульсов, подсоединяет вход фильма 21 нижней частоты к одной из шин источника 5 опорного напряжения, при этом на входе фильтра 21 формируются широтномодулированные импульсы с эталонной амплитудой. Фильтр 21 вьщеляет средаее 3Ha4eiffHe напряжения импульсной последовательности,

Выходное напряжение секции суммируется при помощи операционного усилителя 4 .с учетом их. весового отношения. Выходное напряжение секции младших разрядов имеет по отношению к выходному напряжению секции старших разрядов масштаб 1/2, где т- число разрядов кода старшей секции.

Исходное (нулевое) положение триггера 10 соответствует рабочему режиму преобразователя. При наличии на выходе мультивибратора 15 импульса очередной сигнал Запись, пройдя через вентиль 11 на вход Установка Г , устанавливает триггер 10 в единичное .положение, соответствующее режиму контроля.

Задержаннъга на время Т импульс Загшсь через вентиль 13 поступаетна входы вентилей 6 и обеспечивает запись в счетчик 17 секции младцтх разрядов кода старишх разрядов. Таким образом, при исправной работе преобразователя

в режиме контроля коды, записанные в счетшки 17 обеих секций, одинаковы.

Дифференцирующие цепочки 7 и 8 формируют узкие импульсы, соответствующие задним фронтам широтно-модулированных импульсов, а элемент И 9 определяет совпадают ли сформирован(ные импульсы во времени. Такое совпадение происходит только в случае исправной работы пре-; образователя, при этом выходной импульс злемента И 9 устанавливает триггер 10 в сотояние О. Указанное состояние триггера 10 соответствует исправности преобразователя в целом и сохраняется до проведения следующего цикла контроля. При неисправности преобразователя

импульс на выходе элемента И 9 не формируется, и триггер 10 остается в состоянии 1.

Длительность импульса мультивибратора выбирается равной периоду следования сигнала Запись, а период следования импульсов мультивибратора, определя1ощий периодичность осуществления контрольш.4х операций, на несколько порядков превосходит период следования импульсов Запись.

Поскольку в режиме контроля изменяется

длительность импульса на выходе секции младших разрядов в случае, если коды младших и старших разрядов не совпадают, появляется дополнительная погрешность выходного напряжения преобразователя, Максимальное значение ,

дополнительно погрешности (Sjip.max ) ° жет быть определено по формуле

6L.-™™. - -100% ,

пр.шах. ift и f - частоты сигналов на выходе

ГЯ И.В

мультивибратора 15 и генератора 3 соответственно. При м. дополнительная погрешность составляет незначительную часть общей погрешности преобразователя.

40

Формула изобретения

Преобразователь кода в напряжение с промежуточным преобразованием кода в длительность и)йпульсов, содержащий секции старших и младших разрядов, в каждую из которых входят счетчик с первыми вентилями на входе каждого разряда, потенциальными входами, соединенными с клеммами преобразуемого кода, первьШ элемент ИЛИ, входами соединенный с выходами счетчика и выходом - с потенциальным входом второго вентиля, вькодом подключенного к счетному входу счетчика, и с управляющим входом ключа, выходом соединенного с входом фильтра нижних частот, а также общие для обеих секций генератор имцульсов, выходом соединенный с импульсными входами вторых вентилей, источник опорного напряжения, выходами соединен